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人生的维度在钟爱的事业中加厚——专访我校生命科学学院包斯琴教授2017-11-27    文字:孟婕 王佳琪 摄影:王智宏

 

利落的短发,炯炯有神的眼睛,初见到包斯琴教授,便被她充满朝气的神态吸引,简单的交谈之后,更感受到她思想的睿智。“当做自己想做的事情时,其他的就都不是问题了。”教授轻松的言语之间透露的是对钟爱事业的积极心态。就是这位谦虚亲切的女教师,前不久刚在国际知名科学杂志《Nature》杂志系列刊物——《Cell Research》(影响因子IF=15.605)上发表了优秀论文。

包斯琴教授

砥砺前行科研成果创一流

10月27日,我校生命科学学院“省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室”、“蒙古高原动物遗传资源研究中心”包斯琴教授、李喜和教授的研究团队,在国际知名科学杂志 《Nature》杂志系列刊物——《Cell Research》(影响因子IF=15.605)上发表新型干细胞研究相关论文: “Derivation of hypermethylated pluripotent embryonic stem cells with high potency”。本研究成果内蒙古大学为第一署名单位,包斯琴教授为第一作者、李喜和教授与英国剑桥大学Azim Surani教授为共同通讯作者。科研经费来源主要是包斯琴教授主持的内蒙古大学高层次人才引进科研启动项目、国家自然科学基金项目、李喜和教授主持的内蒙古自治区科技重大专项的经费支持。

在医学领域,干细胞的应用不在少数,这一研究成果具有巨大的研究价值。包斯琴教授告诉我们:“在将来也可以把这些细胞运用于人类的器官修复,或者使得受损伤的细胞得到恢复,对于人类不育不孕、再生医学、疾病模型的建立具有潜在的医学应用前景。开始的研究是以小鼠细胞为对象,小鼠的干细胞具有多能性,多能性表现在比常规的干细胞功能更为扩展,就是ASCs新型干细胞可以在体外‘无限扩增’,与常规干细胞相比,具有更广阔的发育潜能,为干细胞生物学、发育生物学研究提供了新材料,开辟了干细胞研究的新方向,不仅对于生命科学基础研究具有重要的科学价值,也为人类以后的应用打下基础。”这次我们在干细胞相关的生命科学基础研究领域取得的成果,不仅仅对于干细胞研究是一个开始,也对我校进一步提升综合实力和创建双一流高校具有一定的促进作用,包斯琴老师自豪地说。

攀登还需勤为径,苦作舟

当笔者问道,获得此项殊荣对于内蒙古大学的影响力有何作用时,包斯琴教授说,生命科学学院的许多教授在生命科学、生物技术研究领域做出了具有重要科学价值、产业应用价值的科技成果,我们这次发表的干细胞相关研究成果只是其中之一。这些科技成果从不同侧面都会提升我校的科技影响力和社会知名度,这些影响会在不远的将来慢慢显示出来。包斯琴老师娓娓道来这一新型研究成果艰辛的诞生经历。

2013年秋季,包斯琴教授从英国剑桥大学回到内蒙古大学,“之前就有过做这个研究的一些设想,已试着做初期工作,真正开始是在回到我们内大”。包斯琴教授作为第一作者、李喜和教授与英国剑桥大学Azim Surani教授为共同通讯作者,并组建研究团队。由于与国外教授的合作,在2013年到2017年这四年间,需要不断地当面沟通和更新研究情况,包斯琴教授要不停往返于英国与中国之间。至今为止,团队人员已达到二十余人,队员均为内蒙古大学博士生、硕士生。包斯琴教授称:“学校给我们的支持是不可或缺的,从一开始就提供了启动经费和试验场地。2016年春天,在学校的支持下,学院和系里更是倾尽全力、尽最大的可能支持我们的工作,为我们提供一个可以专注于实验的工作环境。2017年夏,内蒙古大学在南校区建起一栋壮观的四层大楼,专门为生命科学学院研究和教学使用。我们团队也在这栋楼里有了设施完善、宽敞整洁的新实验室,包老师说着,笑逐颜开。她表示非常感谢学校及学院给她提供了科学研究的平台和科研启动经费,使她能和团队成员集中精力开展科研工作。

当记者问及这四年来科研团队一步步刻苦钻研的历程时,包斯琴教授说:“这四年的研究,受外界影响很小,对我而言,并不看重外界环境,能开展实验就已经足够。困难的是在实验过程中,需要一步一步的摸索,一个实验条件失败,再换另一个实验条件。而且培养细胞就像养宠物,需要精心照料它们,要关心它们代谢是否过快或长得好不好,一个步骤或是条件不对,都可能造成细胞的死亡。”通过四年的研究、探索、更换条件,终于在2015年的春天初步探索出在干细胞的多能性方面,相比其他而言提高的实验结果。从那时开始集中精力,积累数据,作这个研究的论文。在2017年春天,开始不断的向国际上一些杂志投稿,最终刊登于国际性科技期刊《Nature》的系列杂志《Cell Research》中。

包斯琴教授与李喜和教授研究团队的研究首先建立了利用小鼠着床前胚胎诱导一种新型多能干细胞系(ASCs)的特殊技术流程。从小鼠囊胚内细胞团分离获得的胚胎干细胞(ESCs)处于DNA低甲基化状态,而且其发育潜能显示只能贡献胎儿组织和生殖嵴。另一种从小鼠着床后6.5天的原肠胚分离获得的类胚层干细胞处于DNA高甲基化状态,但不能贡献嵌合体胚胎发育。在本研究获得的ASCs的DNA甲基化水平处于二者之间,然而其发育潜能明显比这两种干细胞高,单个ASCs细胞就可以有效形成嵌合体胚胎、进入生殖嵴、贡献卵黄膜和胎盘部分。转录水平研究显示,ASCs细胞同时表达胚胎干细胞具有的多能基因和中胚层发育相关基因。包斯琴教授也表示:“目前我们的研究是最基础的,建立了一个初步的系统,未来将会从大动物、人体方向继续深入研究。”“现代科学进步日新月异,尤其是干细胞研究领域不论是在以实验动物为主的基础研究、还是面向家畜的育种技术开发、以及人类医学应用领域,面临国内外同行的激烈竞争,因此我们还需要不断收集信息、加强合作交流,勤勤恳恳争取更好科研成果、培养更多创新人才。”这是包斯琴教授对于前进在干细胞研究领域及搞其他科研的工作者的勉励。

跌宕艰途难阻守初心

回忆往昔,1984年,包斯琴教授考入内蒙古大学,成为生物系动物专业的一名本科生。1988年本科毕业留校,跟随旭日干院士在动物中心工作。四年后,包斯琴教授到日本继续攻读硕士和博士,2000年博士毕业后去英国剑桥攻读博士后。2012年学习工作结束后回到内蒙古大学,与李喜和教授合作组建团队专注于干细胞多能性的研究。“根据培养对象的不同,工作时间不定,也因为实验的特殊性,我们几乎每天都要到实验室,包括节假日,一般只有某个实验告一段落,才有机会休息。”当问及是否觉得很累,包斯琴教授微笑着摇了摇头,她告诉记者:“当做自己想做的事情时,其他的就都不是问题了。因为这是我喜欢的工作,所以就算觉得累,也不会去抱怨。因为我选择的工作与兴趣一致,我的生活才有意义。”从1984年至今,这三十多年的时间里,包斯琴教授始终对于生物、对于科学有着饱满的热情,也正是因为这从未磨灭的热情,才让她在这工作领域三十年如一日的坚持。她积极进取的心态,才有机会让她研究出更多人类未知的结果。

作为“干细胞的多能性研究”方面主导人的包斯琴教授,还要和她的团队一直进行下去;在生物科学领域从事工作的包斯琴教授,也会在她自己的人生和事业里揣着用不尽的热情,披荆斩棘,在喜欢的生活方式里向往永恒的欢喜。

团队成员合影

 

包斯琴教授简介

包斯琴(Bao Siqin),日本东京农业大学动物学博士,现任内蒙古大学生命科学学院蒙古高原动物遗传资源研究中心教授、博士生导师、学科带头人,英国剑桥大学Gurdon发育生物学研究所兼职研究员。

1984-1988年本科毕业于内蒙古大学生物系动物学专业,1988-1989年在内蒙古大学工作期间参加了由旭日干院士主持的中国首例试管牛、羊研究。1994-2000年在日本东京农业大学攻读硕士和博士期间,主要从事牛卵子成熟机制、早期胚胎发育生物学和克隆技术研究,阐明了牛卵子成熟工程中的细胞质——细胞核的互动机制和影响早期胚胎发育的主要因素。在英国剑桥大学Gurdon发育生物学研究所和英国Sanger人类基因中心(欧洲)博士后学习和工作的十二年期间(2000-2013年),主要从事小鼠早期胚胎发育过程中的基因印迹研究及新型干细胞诱导和发育生物学研究,首次系统地研究了不同来源(体内受精、体外受精、克隆)的小鼠早期胚胎X染色体连锁的Xist基因的基因印迹关系,研究建立了小鼠新型干细胞诱导技术及其特异性功能分化,为发育生物学提供了新的研究模型,并且显示了潜在的医学应用前景。在上述学习和研究过程中,在《Nature》、《Nature Cell Biology》、《Cell Stem Cell》、《Molecular Cell》、《EMBO Report》等高水平科学杂志发表多篇高水平研究论文,科学论文影响因子IF总数超过180、引总数超过1000。 掌握了系统的动物发育生物学理论知识和细胞、分子水平的遗传学研究技术,培养了科学、严谨的研究设计思维,取得了具有重要基础理论意义和应用价值的系列科技成果。

2013年后半年作为学科带头人引进人才,从剑桥大学Gurdon研究所回到内蒙古大学生命科学学院蒙古高原动物遗传资源研究中心工作,建立了干细胞与发育生物学研究室,围绕实验动物干细胞与发育生物学基础研究,同时开展以干细胞为基础的动物育种新技术开发。2017年10月在《Nature》旗下的系列科学杂志《CellResearch》上与英国剑桥大学联合发表了内蒙古大学作为第一署名单位的第一篇科学论文。

代表性科学论文:

1. Siqin Bao, Walfred W.C. Tang, Baojiang Wu, Shinseog Kim, Jingyun Li, Lin Li, Toshihiro Kobayashi, Caroline Lee, Yanglin Chen, Mengyi Wei, Shudong Li, Sabine Dietmann, Fuchou Tang, Xihe Li and M. Azim Surani. Derivation of hypermethylated pluripotent embryonic stem cells with high potency. Cell Research advance online publication 27 October 2017; doi:10.1038/cr.2017.134.

2. Siqin Bao , Fuchou Tang, Xihe Li, Katsuhiko Hayashi, Astrid Gillich, Kaiqin Lao and M. Azim Surani. Epigenetic reversion of post-implantation epiblast to pluripotent embryonic stem cells.Nature;2009,461: 1292-1295. (IF 35)

3. Siqin Bao, Harry G. Leitch, Astrid Gillich, Jennifer Nichols, Fuchou Tang, Shinseog Kim, Caroline Lee, Thomas Zwaka, Xihe Li, and M. Azim Surani . The Germ Cell Determinant Blimp1 Is Not Required for Derivation of Pluripotent Stem Cells.Cell Stem Cell. 2012,11: 110-117.(IF 26)

4. Astrid Gillich,Siqin Bao, Nils Grabole, Katsuhiko, Mattew W. B. Trotter, Vincent Pasque, Erna Magnusdottir, and M. Azim Surani. Epiblast Stem Cell-Based System Reveals Reprogramming Synergy of Germline Factors.Cell Stem Cell. 2012,10: 425-439.(IF 26)

5. Kim S, Günesdogan U, Zylicz JJ, Hackett JA, Cougot D,Bao Siqin, Lee C, Dietmann S, Allen GE, Sengupta R, Surani MA. PRMT5 protects genomic integrity during global DNA demethylation in primordial germ cells and preimplantation embryos.Molecular Cell. 2014 Nov 20;56(4):564-79. doi: 10.1016/j.molcel.2014.10.003. Epub 2014 Nov 6. PMID: 25457166. (IF 14)

6. Magnúsdóttir E, Dietmann S, Murakami K, Günesdogan U, Tang F,Bao Siqin, Diamanti E, Lao K, Gottgens B, Azim Surani M. A tripartite transcription factor network regulates primordial germ cell specification in mice.Nature Cell Biology. 2013 Aug;15(8):905-15. doi: 10.1038/ncb2798. Epub 2013 Jul 14. PMID: 23851488.(IF 24)

7. Fuchou Tang, Catalin Barbacioru,Siqin Bao, Caroline Lee, Ellen Nordman, Xiaohui Wang, Kaiqin Lao and M. Azim Surani. Tracing the Derivation of Embryonic Stem Cells from the Inner Cell Mass by Single-Cell RNA-Seq Analysis.Cell Stem Cell. 2010,6: 468-478.(IF 26)

8. Manabu Kawahara, Yayoi Obata, Yusuke Sotomaru, Nobuhiro Shimozawa, Siqin Bao, Toshitaka Tsukadaira, Atsushi Fukuda & Tomohiro Kono. Protocol for the production of viable bimaternal mouse embryos.Nature Protocals. 2008,3 :197-209.(IF 10)

9. Siqin Bao, Naoki Miyoshi, Ikuhiro Okamoto, Thomas Jenuwein, Edith Heard and M. Azim Surani. Initiation of epigenetic reprogramming of the X chromosome in somatic nuclei transplanted to mouse oocyte. EMBO Report. 2005,6:748-754.(IF 7)

10. Siqin Bao, Yayoi Obata, Yukiko Ono, Nana Futatsumata, Shueo Niimura and Tomohiro Kono. Nuclear competence for maturation and pronuclear formation in mouse oocytes. Human Reproduction ,2002,17: 1311-1316. (IF 5)

参编专著:

1、《家畜性别控制技术》,参编,2009初版、2013再版,科学出版社。

2、《Methods in molecular biology:Reversion of Mouse Post-Implantation Epiblast Stem Cells to a Naïve Pluripotent State by Modulation of Signalling Pathways》,Clifton, N.J. January 2013.

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